Esta puede ser una pregunta muy básica, pero mi malentendido se debe a la diferencia entre cómo la física explica la carga de los capacitores y cómo analizamos los circuitos en el análisis de circuitos.
De acuerdo con la física, cuando una batería se conecta a un capacitor descargado, los electrones fluyen de una placa a la otra creando un campo eléctrico y, por lo tanto, una diferencia de potencial en el capacitor. Esta diferencia de potencial comienza en 0 y aumenta hasta alcanzar el voltaje de la batería.
Sin embargo, esto significa que durante el tiempo que se carga el capacitor, la diferencia de potencial a través de él es diferente de la diferencia de potencial de la batería. Según el análisis del circuito (o al menos el modelo de elementos agrupados), esta conexión no es válida . La definición de 2 elementos en paralelo es que tienen el mismo voltaje.
La única solución que se me ocurre en este momento es que sí es válido tener esta conexión, sin embargo, en los circuitos de la vida real no existen los cortocircuitos ideales, por lo que si conectamos una batería a un capacitor, los cables tienen un poco de resistencia y así. podemos modelarlos como resistencias en el circuito. Entonces, cuando la batería esté conectada, la resistencia tendrá todo el voltaje de la batería al principio, mientras que el capacitor tendrá 0 voltios. La corriente que fluye se debe a la carga del capacitor (y será muy alta porque la resistencia del cable es muy baja). A medida que el capacitor se carga, su voltaje aumenta mientras que el voltaje de la resistencia disminuye hasta que el capacitor toma todo el voltaje de la batería, lo que hace que la corriente sea cero y, por lo tanto, el voltaje de la resistencia se vuelve 0.
Y es por eso que al analizar la respuesta de paso de un capacitor, siempre hay una resistencia (generalmente con una resistencia alta, del orden de 10 kiloohmios) conectada en serie con el capacitor.
¿Es este realmente el caso? ¿O me estoy perdiendo algo?
Buena pregunta. Si conecta una fuente de voltaje IDEAL a un capacitor IDEAL, obtiene exactamente la situación que describe. La respuesta IDEAL es que habrá una cantidad INFINITA de corriente durante un período de tiempo INFINITAMENTE corto para solucionarlo todo.
En la práctica, eso no sucede ya que no existen fuentes de voltaje y capacitores IDEALES. Todas las fuentes de voltaje real tienen alguna impedancia de fuente finita (distinta de cero) que limita la corriente y da como resultado una carga exponencial normal del capacitor. Cuanto menor sea la impedancia de la fuente, más rápido se cargará el capacitor y mayor será la corriente de carga inicial.
Y siempre está la opción B: algo va a explotar. La mejor manera de observar la conexión de un condensador grande sin carga a una fuente de alimentación robusta con una impedancia de fuente muy baja es desde una distancia segura hasta que los fuegos artificiales hayan disminuido. En otras palabras: NO HAGAS ESTO.
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